У важној најави увече 3. октобра 2023. године, Нобелову награду у физици за годину 2023. године је препознала изванредне доприносе три научника који су играли кључне улоге као пионири у области АттосеЦонд Ласерове технологије.

Израз "АттосеКонд Ласер" своје име износи из невероватно кратким временским текстовима, она делује, посебно у редоследу атонеКонда, што одговара 10 ^ -18 секунди. Да бисте схватили дубок значај ове технологије, основно разумевање онога што је АТТОСЕЦОНД означава најважнији. АттосеКонд стоји као изузетно минутна јединица, која представља једну милијарду милијарду секунде у ширем контексту једне секунде. Да бисмо то ставили у перспективу, ако бисмо волели секунду на планини са високим планинама, атосеКонд би био сличан једној зрну песка гнездело се у планинској основи. У овом пролазном временском интервалу, чак и светлост једва прелази на даљину еквивалент величином појединог атома. Коришћењем атосеКонд ласера, научници добијају невиђену способност испитивања и манипулације замршеном динамиком електрона унутар атомске структуре, на сликом оквира споро кренути репродукцију у кинематографској секвенци, чиме се уносе у приносама.

АттосеКонд ЛасерсПредстављају врхунац опсежних истраживања и усклађених напора научника, који су учврстили принципе нелинеарне оптике за занимање ултрафаст ласера. Њихов дар нас је опремио иновативном месту за посматрање и истраживање динамичких процеса који се преносе унутар атома, молекула, па чак и електронима у чврстим материјалима.

Да би избегли природу атосекунд ласера ​​и цени њихове неконвенционалне атрибуте у поређењу са конвенционалним ласерима, неопходно је истражити њихову категоризацију у широј "ласерској породици". Класификација таласних дужина поставља атосеКонд ласери претежно у распону ултраљубичастих фреквенција у меком рендгенским фреквенцијама, означавајући њихове нарочито краће таласне дужине супротности са конвенционалним ласерима. У погледу излазних режима, атосекунд ласери спадају под категорију пулсних ласера, које карактеришу њихове изузетно кратке душне у пулсима. Да би нацртали аналогију за јасноћу, може се предвидети континуираним ласерима као што је сличан ламбеној лампици која емитују непрекидну греду светлости, док импулсирани ласери подсећају на стробу светлост, брзо наизменично између периода осветљења и таме. У суштини, атосеКонд ласери показују пулсирајуће понашање у оквиру осветљења и таме, али њихова преласка између две државе претвара на задивљујућу фреквенцију, достижући се подручје атосекунда.

Даљња категоризација Повер поставља ласере у нисконапативне, средње снаге и заграде са високим снагама. АтосеКонд Ласери постижу високу вршну снагу због изузетно кратких времена пулса, што резултира израженом врхунском снагом (п) - дефинисано као интензитет енергије по јединици времена (П = в / т). Иако индивидуални атосеКонд ласерски импулси можда не поседују изузетно велику енергију (В), њихова скраћена временска средства (т) даје их повишеној вршној снази.

У погледу домена апликација, ласери обухватају спектар који обухвата индустријске, медицинске и научне апликације. АтосеКонд Ласери првенствено проналазе своју нишу у области научно-истраживања, посебно у истраживању брзо развијајућих појава у оквиру домена физике и хемије, нудећи прозор у микрокозмички светски брзе динамичке процесе микрокозмичке свијета.

Категоризација ласерским средњим разблаженим ласерима као гасне ласере, чврсте ласере, течне ласере и полуводичке ласере. Генерација атосеКонд ласера ​​обично шарке на гас ласерским медијима, капитализује се нелинеарне оптичке ефекте на склапање хармонике високих реда.

У збирки, атосеКонд ласери чине јединствену класу ласера ​​кратких пулса, што их одликују изузетно кратке душејалне трајне, обично мерене у аттосеКондима. Као резултат тога, постали су неопходни алати за посматрање и контролу ултрафастних динамичких процеса електрона у атомима, молекулама и чврстим материјалима.

Елаборатски процес генерације АттосеЦонд Ласера

АттосеЦонд Ласерска технологија стоји на челу научне иновације, хвали се интригантринг ригорозним сетом услова за његову генерацију. Да бисмо избегли интрисације аттелозинске ласерске генерације, почињемо са концизним изложбама његових основних принципа, праћених живих метафора изведених из свакодневних искустава. Читаоци несумњивани у интритацијама релевантне физике не морају да очају, јер су уследила метафора за циљ да пруже основни физику атосеКонд ласера ​​доступне.

Процес генерације атосеКонд ласера ​​пре свега се ослања на технику познату као висока хармонична генерација (ХХГ). Прво, ласерски зрак високог интензитета фемтосекунда (10 ^ -15 секунди) чврсто је фокусиран на гасови циљни циљ. Вриједно је напоменути да фемтосеКонд ласери, слични атосеКонд ласерима, деле карактеристике да поседују кратке душевне трајне и високе врхунске снаге. Под утицајем интензивног ласерског поља, електрони у атомима гаса су на тренутак ослобађани од њиховог атомског језгара, пролазно улазе у стање слободних електрона. Како се ови електрони осцилирају као одговор на ласерско поље, на крају се враћају и рекомбину са својим родитељским атомским језграма, стварајући нове високе енергетске државе.

Током овог процеса, електрони се крећу на изузетно велике брзине, а по рекомбинацији са атомским језграма, отпуштају додатну енергију у облику високих хармоничних емисија, манифестујући као фотоса високог енергије.

Фреквенције ових новоражених високоенергетских фотона су цели број вишеструке ласерске фреквенције, формирајући оно што се назива хармоником на високим редом, где "хармоника" означава фреквенције које су интегралне вишеструке оригиналне фреквенције. Да би се постигао АттосеКонд Ласерс, потребно је филтрирати и фокусирати ове хармонике високог реда, одабиром специфичних хармоника и концентрисајући их у жаришну тачку. По жељи, технике компресије пулса могу даље скратити трајање импулса, дајући ултра-кратке импулсе у распону од АттосеЦонд. Очигледно да генерација атосеКонд ласера ​​представља софистицирани и вишефацетирани процес, који захтева висок степен техничке вештине и специјализоване опреме.

Да бисмо демистификовали овај замршени поступак, нудимо метафорички паралелни утемељени у свакодневним сценаријима:

Високо интензитет фемтосеКонд ласерски импулси:

Замишљеност коју поседује изузетно моћан катапулт који може да се моментално баца камење на колосалној брзини, сличан улози коју игра високо интензитет фемтосекунд ласерских импулса.

Гасовити циљни материјал:

Замислите спокојно тело које симболизује гасовити циљни материјал, где свака капљица воде представља мирисане атоме нацрте гаса. Чин погонског камења у ово тело воде аналогно огледала је утицај високог интензитета фемтосекунд ласерских импулса на гасовити циљни материјал.

Кретање и рекомбинација електрона (физички називна транзиција):

Када ласерски импулси фемтосеКонд утичу на гасне атоме у гасовитом циљном материјалу, значајан број спољних електрона је на тренутак узбуђен на државу у којој се одвајају од њихових одговарајућих атомских језгара, формирајући државу у плазми. Како се енергија система након тога смањује (јер су ласерски импулси сразумани, садрже интервале престанка), ови спољни електрони враћају се у близину атомског језгра, ослобађајући фотоне са високим енергијом.

Висока хармонична генерација:

Замислите да сваки пут када се капљица воде врати назад на површину језера, ствара таласе, много слично високе хармонике у атосекунд ласерима. Ове ватре имају веће фреквенције и амплитуде од оригиналних пукотина које је изазвало примарним ласерским пулсом ФемтеСецонд. Током процеса ХХГ-а, снажан ласерски сноп сличан да континуирано баца камење, осветљава циљ гаса, подсећа на површину језера. Овај интензиван ласерско поље покреће електроне у гасу, аналогне поплочима, далеко од родитеља атома и затим их вуче назад. Сваки пут када се електрон врати у Атом, он емитује нови ласерски сноп са вишом фреквенцијом, слично се замршени обрасци за риппле.

Филтрирање и фокусирање:

Комбиновањем свих ових новорађених ласерских греда даје спектар различитих боја (фреквенција или таласних дужина), од којих неки чине атосеКонд ласер. Да бисте изолирали специфичне величине и фреквенције разбијања, можете користити специјализовани филтер, сличан да бирате жељене пукотине и запослите повећану чашу да их фокусирате на одређено подручје.

Компресија пулса (ако је потребно):

Ако заручите брже и краће да се потакнете валови, можете убрзати њихову ширење користећи специјализовани уређај, смањујући време када се сваки разбијач траје. Генерација атосеКондског ласера ​​укључује сложену интерплицу процеса. Међутим, када се разбили и визуалише, то постаје разумљивији.